Lei de Hubble e Aglomerados de Galáxias
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FSC1057: Introdu ção à Astrofísica Expansão do Universo e Aglomerados de Galáxias Rogemar A. Riffel Descoberta das galáxias Até 1923 todos os objetos extensos (galáxias, aglomerados estelares, nebulosas planetárias, regiões HII) eram classificadas como nebulosas. As galáxias são objetos externos à Via Láctea Hubble (1923): Determinou a distância até a nebulosa Andrômeda usando variáveis Cefeidas (2,2 milhões de anos­ luz) Galáxia anã de Sagitário ­ 70.000 anos­luz de distância da Via Láctea. ­ Foi descoberta há uma década ­ Favorece o cenário hierárquico de formação de galáxias Efeito Doppler Quando a fonte se aproxima: a luz fica mais azul Quando se afasta: a luz fica mais vermelha Vr = (-o / o ) c Efeito Doppler observado no espectro das gal áxias Linhas espectrais das galáxias deslocadas para o vermelho: As galáxias se afastam do observador Vr = (-o / o ) c LEI de HUBBLE: 1930 Lei de Hubble • Clique para adicionar uma estrutura de tópicos Vr= H d (Mpc) H = 50-100 km/s/Mpc A lei de Hubble: evid ência do Universo em expans ão Lei de Hubble Bolo de Passas O Universo em expans ão Sistemas de Galáxias: NGC 6050 Sistemas de Galáxias ­ As Galáxias não estão distribuídas uniformemente no espaço; ­ As galáxias formam sistemas de todos os tamanhos; * Pares de galáxias; * Grupos (3 a 30 galáxias luminosas); * Aglomerados (30 a mais de 300 gal áxias luminosas); * Super aglomerados. Pares de Galáxias ­ Pares físicos e pares visuais; ­ Interações entre galáxias; ­ LMC e SMC passaram pela VL à 500 Myr (d 10­15 kpc) ­ Pontes de matéria; ­ Canibalismo; ­ Fusão; Galáxias da Antena Berço de formação estelar; Sistema em interação; Grupos de galáxias 3 a 30 galáxias luminosas 1­10 Mpc diâmetro Grupo Local: cerca de 50 galáxias incluindo a Via Láctea e Andrômeda: ­ Se move em direção ao aglomerado de Virgem a 250 km/s ­ Tamanho: ~3 Mpc em diâmetro ­ 5 galáxias luminosas(M31, VL, M33, LMC e IC10) ­ 3 Espirais (VL, M31, e M33) ­ 22 Elípticas (pequenas ou anãs ) ­ 14 Irregulares de vários tamanhos ­ Massa total ~5x1012 Msol Grupo Local Grupo Local Outros Grupos M 96 / Leo I ­ Entre 8 e 24 galáxias; ­ 3 Galáxias do Catalogo de Messier ­ Faz parte do Superaglomerado de Virgo M 81 ­ M81 e M82 fazem parte desse grupo; ­ Grupo + próximo da Via­Láctea (~3.6Mpc) ­ Faz parte do Superaglomerado de Virgo Aglomerados de galáxias ­ 30 a > 300 galáxias luminosas ­ 1­10 Mpc diâmetro ­ Geralmente contêm mais anãs de baixa luminosidade do que galáxias massivas ­ Massas totais de 1012 a >1015 Msol ­ Separação entre as galáxias: 10 a 50 Mpc ­ Aproximadamente 3000 aglomerados catalogados até agora Aglomerados de galáxias Aglomerado de Hydra ­ Contém 157 galáxias brilhantes; ­ 158 Milhões de Anos­Luz da Terra; Aglomerado de Virgem ­ Aglomerado mais próximo ao Grupo Local ­ Contém 3 galáxias elípticas gigantes: M87, M86 e M84 ­ Influencia gravitacionalmente o Grupo Local, que se move em sua direção ­ Tamanho angular: mais do que 5 graus no céu ­ Distância: ~18 Mpc ­ Tamanho real: ~ 3 Mpc ­ Contém cerca de 2.500 galáxias (na maioria galáxias anãs) 14 ­ Massa: ~10 Msol Aglomerado de Coma ­ Suas galáxias mais luminosas são galáxias elípticas gigantes ­ Meio intergaláctico contém grande quantidade de gás quente que emite raios­X ­ Tamanho: 6 Mpc, cobrindo 2 graus no céu ­ Distância: > 100 Mpc ­ Contém milhares de galáxias Superaglomerados ­ Aglomerados de galáxias tendem a se aglomerar em superaglomerados ­ São as maiores estruturas do universo Propriedades: ­ Tamanhos até 50 Mpc ­ Massas de 1015 a 1016 Msol ­ Forma de filamentos ­ Contém os vazios Superaglomerado Local Centrado no aglomerado de Virgem Contém, além de outros, o grupo Local e o aglomerado de Virgem Propriedades: Tamanho: ~30 Mpc Massa: ~1015 Msol somente ~5% do volume é ocupado por galáxias, o resto é ocupado por vazios Estrutura do Universo em grande escala ­ Em grande escala, o universo tem a estrutura de uma esponja, feita de filamentos e vazios Filamentos: Grandes cadeias de superaglomerados Ocupam 10% do universo Vazios: grandes "bolhas" de espaço, 25­50 Mpc em diâmetro, com muito poucas galáxias Colisões entre galáxias As separações entre as galáxias não são muito grandes comparadas com seu tamanho (ao contrário das estrelas!) Duas galáxias espirais em interação. A menor (que é do tamanho da Via Láctea) está passando pela frente da maior (NGC 2207) Colisões entre galáxias Duas galáxias espirais em interação. A menor (que é do tamanho da Via Láctea) está passando pela frente da maior (NGC 2207) As interações produzem: deformações como : caudas de maré anéis NGC 5195 NGC 5194 Colisões entre galáxias Galáxia Girino fusões e canibalismo : fusões: entre galáxias de tamanhos semelhantes canibalismo: entre galáxias de tamanhos muito diferentes galáxia Roda de Carroça Emissão de Raio­X Raios-X Óptico Aglomerado de Coma Emissão de Raio­X: Gás Quente ­ Radiação Brehmstrahlung: Aceleração de partículas carregadas e de Alta energia por colisões mútuas; ­ Nos aglomerados: T(k) ~108 K ­ 20 % da matéria (visível) dos aglomerados é de gás quente. ­ Observações: ➢ Temperatura e Densidade; ➢ Massa do aglomerado (matéria escura) Lentes Gravitacionais A lente gravitacional é formada devido a uma distorção no espaço­tempo causada pela presença um corpo de grande massa entre um objeto e um observador. As lentes gravitacionais foram previstas na teoria da relatividade geral antes de serem observadas pelos modernos telescópios. Lentes Gravitacionais Lentes Gravitacionais ­ Permitem que se determine a massa da Lente (galáxia/Aglomerado) pela distorção causada nos objetos de fundo; ­ Novamente há mais massa do que se observa como matéria “visível”
